VO2智能窗通过自动响应环境温度变化，智能调节摄入室内的太阳辐射量，从而实现对太阳热的智能调控，达到节约建筑能耗的目的。VO2作为一种热致变色金属氧化物，在相变温度附近发生金属-半导态相转变，同时伴有红外波段透过率的突变，可作为智能节能玻璃的功能材料。本文以水热合成VO2(M)纳米粉体为基础，通过控制水热反应条件，首次发现并详细研究中间相(NH4)2V4O9的水热形成以及(NH4)2V4O9到VO2(M)的物相转化，分析了水热过程中VO2(M)纳米粉体的生长机理，并实现VO2(M)纳米粉体的可控制备。此外，通过制备VO2有机/无机复合薄膜，对VO2复合薄膜优异的热色性能展开研究分析。最后，本文深入研究退火后VO2纳米粉体独特的相变行为，发现退火得到的VO2纳米粉体在相变时受到应力的影响，对VO2(M)相变性能的研究具有重大价值。主要研究内容和研究结论如下:　　1.选用V2O5-N2H4· HCl-NH3·H2O的水热体系，探讨水热体系VO2的物相图，发现水热反应过程中出现新的中间相(NH4)2V4O9，并对中间相(NH4)2V4O9深入研究。控制水热反应条件，探索(NH4)2V4O9的生长机理，薄片状(VO2)x·yH2O自主装排列，融合生长得到正方形片状(NH4)2V4O9。同时确定(NH4)2V4O9最佳合成条件是在230～240℃，反应3h以上。中间相(NH4)2V4O9在364℃发生热分解，退火得到VO2(M)纳米颗粒堆积的正方形块，并发现退火产物VO2(M)具有特殊的相变行为，出现两个相变温度，并对此进行解释。　　2.设计高低温两步水热法，探索水热条件下中间相(NH4)2V4O9到VO2纳米粉体的转化过程。第一阶段:设置反应温度为230℃，水热反应3h，体系中钒源转化为中间相(NH4)2V4O9;第二阶段:快速升温至300℃高温下反应24h，中间相(NH4)2V4O9全部转化成VO2(M)纳米颗粒，得到纯相VO2(M)纳米粉体。随后对中间相(NH4)2V4O9的转化机理进行研究，分析发现正方形片状(NH4)2V4O9在水热环境中边缘区域首先发生分解，生成VO2反应基元，进而形成VO2晶核，生长成VO2纳米粉体。这是一个“自主装—分解—成核—生长”的生长机理。通过制备VO2复合薄膜，研究VO2的热色性能，当薄膜中VO2固含量在1.5～2.0％时，能够同时满足Tlum＞50％，ΔTsol＞15％。　　3.选用V2O5-H2C2O4-NaOH-NH3·H2O水热体系，设计反应路线A和B，研究NH4+离子对VO2水热生长的影响。反应路线A不添加氨水，水热反应得到VO2(B)纳米带，是“VO2+→(VO2)x·yH2O→VO2(B)”的反应过程;而反应路线B添加氨水，水热反应得到VO2(M)纳米粉体，是“VO2+→(VO2)x·yH2O+NH4+（引入）→(NH4)2V4O9→VO2(M)”的反应过程。说明NH4+离子在水热反应中起到关键作用，具体作用是改变水热反应进程，促进中间相(H4)2V4O9的形成，中间相(NH4)2V4O9在高温下水热分解得到VO2(M)纳米粉体。并通过掺杂W元素，调控VO2的相变温度，W元素掺杂对相变温度的调控效果达到19.8 K/at％。此外，采用尿素((NH2)2CO），硫酸铵((NH4)2SO4)代替氨水提供NH4+离子，产物同样是VO2(M)纳米粉体，说明NH4+离子对VO2(M)水热合成的作用具有普遍性。　　4.通过退火处理，研究退火对VO2纳米粉体相变行为的影响。发现退火后的VO2纳米粉体发生金属-半导态相变时，出现两个高于68℃的相变温度。研究表明，这是由于退火后VO2纳米粉体内部产生应力，在应力畴的作用下，相变过程中出现M2相，发生一个M1-M2-R的相转变过程，导致相变温度升高。而VO2纳米粉体应力的产生主要有两类:一类是高温下VO2纳米粉体融合长大，由于VO2晶粒之间晶面取向不一致或者界面不共格等原因，产生晶界或位错等缺陷，导致VO2纳米粉体产生较大的内应力;另一类是高温下的位错运动以及晶格重排导致缺陷消除，留下较小残余应力。在不同大小的应力作用下，驱动M2-R的相转变所需能量也不同，导致出现两个高于68℃的相变温度。另外，高温退火改善了VO2纳米粉体的结晶性，在不牺牲可见光透过率Tlum的同时，大幅提高VO2薄膜的太阳能调节率ΔTsol。　　5.通过水热合成法，合成W梯度掺杂VO2纳米粉体。在VO2纳米籽晶表面生长一层W掺杂VO2，成功制备W梯度掺杂VO2纳米粉体，并证明W梯度掺杂VO2纳米粉体存在类似W-VO2@VO2的结构。随后研究W梯度掺杂VO2纳米粉体特殊的相变性能，发现内层纯相VO2的相变温度从69.5℃降低到55.5℃，这是由于受到外层W掺杂VO2的“相变成核-诱导”的影响。